(57)【要約】      （修正有）【課題】９２０ＭＨｚ帯でドローンとグランドステーションで双方向の通信を行う場合に速い通信スピードを実現する通信システム及び通信装置を提供する。【解決手段】通信システム１００は、ドローン１０用の無線機２０と、グランドステーション５０用の無線機５４を含む。無線機２０は、送信用無線モジュール３４と受信用無線モジュール４２を備え、無線機５４は、受信用無線モジュール６６と送信用無線モジュール６８を備える。無線機２０の通信制御部により、９２０ＭＨｚ帯が複数のチャンネルに分割され、分割された複数のチャンネルから干渉しない２つのチャンネルが選択される。そして、選択されたチャンネルの一方をダウンリンクチャンネルとして利用し、選択されたチャンネルの他方をアップリンクチャンネルとして利用して長距離の双方向の通信を行う。送信と受信とで２チャンネルに分けて通信することができ、通信スピードが速い。【選択図】図１
0003224856.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
飛行中のドローンと、グランドステーションとの間で長距離で双方向の通信を行う通信システムであって、
前記ドローン及びグランドステーションは、それぞれ、通信部を構成する送信用の無線モジュールと受信用の無線モジュールを有する無線機を備えており、
前記ドローンの無線機は、
９２０ＭＨｚ帯を複数のチャンネルに分割する分割部と、
分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択する選択部と、
選択された２つのチャンネルのうちの一方を、前記ドローンからグランドステーションへ送信するダウンリンクチャンネルとし、他方のチャンネルを、前記グランドステーションからドローンへ送信するアップリンクチャンネルと決定する決定部と、
を有しており、
前記ドローンの送信用の無線モジュールと前記グランドステーションの受信用の無線モジュールが、前記決定されたダウンリンクチャンネルを利用して、ドローンからグランドステーションへ送信を行い、
前記ドローンの受信用の無線モジュールと前記グランドステーションの送信用の無線モジュールが、前記決定されたアップリンクチャンネルを利用して、グランドステーションからドローンへ送信を行う、通信システム。
【請求項２】
飛行中のドローンと、グランドステーションとの間で長距離で双方向の通信を行う通信装置であって、
前記ドローン及びグランドステーションは、それぞれ、通信部を構成する送信用の無線モジュールと受信用の無線モジュールを有する無線機を備えており、
前記ドローンの無線機は、
９２０ＭＨｚ帯を複数のチャンネルに分割する分割部と、
分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択する選択部と、
選択された２つのチャンネルのうちの一方を、前記ドローンからグランドステーションへ送信するダウンリンクチャンネルとし、他方のチャンネルを、前記グランドステーションからドローンへ送信するアップリンクチャンネルと決定する決定部と、
を有しており、
前記ドローンの送信用の無線モジュールと前記グランドステーションの受信用の無線モジュールが、前記決定されたダウンリンクチャンネルを利用して、ドローンからグランドステーションへ送信を行い、
前記ドローンの受信用の無線モジュールと前記グランドステーションの送信用の無線モジュールが、前記決定されたアップリンクチャンネルを利用して、グランドステーションからドローンへ送信を行う、通信装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、グランドステーションとドローンとの間で、長距離で双方向の通信をする通信システム及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
グランドステーションとドローンとの間で、５ｋｍ以上の長距離で双方向の通信をする場合、開局手続きや特別な無線資格を必要とせずに利用するためには、９２０ＭＨｚ帯で通信する必要がある。ドローンに関する下記特許文献１記載の監視システムには、複数の監視飛行体を格納する格納装置と、当該格納装置と無線通信可能に構成された管制装置とを含む監視システムであって、前記飛行体は、前記格納装置が対象領域に到着したことを検知すると、前記格納装置より飛行を開始するとともに、カメラ部により前記対象領域の映像情報を取得して前記格納装置に送信し、前記格納装置は、通信を介して複数の前記監視飛行体の飛行制御を行い、受信した前記映像情報を前記管制装置に送信することが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の技術によれば、飛行体は、送受信部を備え、送受信部は、他の飛行体や操縦者との有線通信または無線通信などの任意の通信手段をもち、制御部・動力部などに任意の情報を送受信することとなっている（同文献段落００３４、第３図）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−１５６１０６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１も含め、既存製品の課題は、９２０ＭＨｚ帯で通信する場合、送信と受信とで同じ１チャンネルで通信しているため、送信している間は受信ができず、または、受信している間は送信ができないため、通信スピードが遅いということがある。
【０００６】
本考案は、以上の課題に鑑み、９２０ＭＨｚ帯でドローンとグランドステーションで双方向の通信を行う場合に速い通信スピードを実現することができる通信システム及び通信装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案は、飛行中のドローンと、グランドステーションとの間で長距離で双方向の通信を行う通信システムであって、前記ドローン及びグランドステーションは、それぞれ、通信部を構成する送信用の無線モジュールと受信用の無線モジュールを有する無線機を備えており、前記ドローンの無線機は、９２０ＭＨｚ帯を複数のチャンネルに分割する分割部と、分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択する選択部と、選択された２つのチャンネルのうちの一方を、前記ドローンからグランドステーションへ送信するダウンリンクチャンネルとし、他方のチャンネルを、前記グランドステーションからドローンへ送信するアップリンクチャンネルと決定する決定部と、を有しており、前記ドローンの送信用の無線モジュールと前記グランドステーションの受信用の無線モジュールが、前記決定されたダウンリンクチャンネルを利用して、ドローンからグランドステーションへ送信を行い、前記ドローンの受信用の無線モジュールと前記グランドステーションの送信用の無線モジュールが、前記決定されたアップリンクチャンネルを利用して、グランドステーションからドローンへ送信を行う、通信システムを提供する。分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択するのは、外部機器を接続して行ってもよい。
【０００８】
また、本考案は、飛行中のドローンと、グランドステーションとの間で長距離で双方向の通信を行う通信装置であって、前記ドローン及びグランドステーションは、それぞれ、通信部を構成する送信用の無線モジュールと受信用の無線モジュールを有する無線機を備えており、前記ドローンの無線機は、９２０ＭＨｚ帯を複数のチャンネルに分割する分割部と、分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択する選択部と、選択された２つのチャンネルのうちの一方を、前記ドローンからグランドステーションへ送信するダウンリンクチャンネルとし、他方のチャンネルを、前記グランドステーションからドローンへ送信するアップリンクチャンネルと決定する決定部と、を有しており、前記ドローンの送信用の無線モジュールと前記グランドステーションの受信用の無線モジュールが、前記決定されたダウンリンクチャンネルを利用して、ドローンからグランドステーションへ送信を行い、前記ドローンの受信用の無線モジュールと前記グランドステーションの送信用の無線モジュールが、前記決定されたアップリンクチャンネルを利用して、グランドステーションからドローンへ送信を行う、通信装置を提供する。分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択するのは、外部機器を接続して行ってもよい。
【考案の効果】
【０００９】
本考案によれば、９２０ＭＨｚ帯で長距離で双方向の通信をする場合に、送信と受信とで２チャンネルに分けて通信するため、送信している間でも受信をすることができ、または、受信している間でも送信できるため、通信スピードが速いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の一実施形態の通信システムの全体構成を示す概念図である。
【図２】前記実施形態のドローン用の無線機の内部構成を示す平面図である。
【図３】前記実施形態のドローン用の無線機の無線モジュールを示す平面図であり、(A)は表面側を示し、(B)は裏面側を示す。
【図４】前記実施形態の無線機の無線モジュールの機能を示すブロック図である。
【図５】前記実施形態のグランドステーション用の無線機の内部構成を示す平面図である。
【図６】前記実施形態の通信システムによる通信制御処理の一例を示すフローチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
グランドステーションとドローンとの間で、５ｋｍ以上の長距離で双方向の通信をする場合、開局手続きや特別な無線資格を必要とせずに利用するためには、９２０ＭＨｚ帯で通信する必要がある。本考案は、９２０ＭＨｚ帯で長距離で双方向の通信をする場合に、送信と受信とで２チャンネルに分けて通信することで、送信している間でも受信することができ、または、受信している間でも送信することができるため、通信スピードが速い通信システムおよび通信装置を提供するものである。
【００１２】
＜全体構成＞・・・図１は、本考案の一実施形態の通信システム（ないし通信装置）の全体構成を示す概念図である。通信システム１００は、ドローン１０用の無線機２０と、グランドステーション５０用の無線機５４を中心に構成されている。ドローン１０用の無線機２０とグランドステーション５０用の無線機５４は、９２０ＭＨｚ帯の長距離の双方向の無線通信を行う。
【００１３】
ドローン１０は、無線機２０を介して受信した飛行指示等に基づいてドローン１０の飛行を制御するフライトコントローラ１２を備えている。フライトコントローラ１２と無線機２０は有線で接続されている。無線機２０は、送信用無線モジュール３４と受信用無線モジュール４２を備えている。
【００１４】
グランドステーション５０は、例えば、ＰＣ５２などが用いられるが、これに限定されず、タブレットやスマートフォンなどの端末を利用してもよい。グランドステーション５０には、無線機５４が接続されている。グランドステーション５０と無線機５４は、有線で接続されている。無線機５４は、受信用無線モジュール６６と送信用無線モジュール６８を備えている。
【００１５】
そして、ドローン１０用の無線機２０と、グランドステーション５０用の無線機５４は、９２０ＭＨｚ帯の通信を、送信と受信との２チャンネルで行う。図示の例では、前記２チャンネルのうちの一方をダウンリンクチャンネルとして利用して、ドローン１０用の送信用無線モジュール３４から、グランドステーション５４用の受信用無線モジュール６６へデータの送信を行い（矢印Ｆ１Ａ）、前記２チャンネルのうちの他方をアップリンクチャンネルとして利用して、ドローン１０用の受信用無線モジュール４２が、グランドステーション５０用の送信用無線モジュール６８からデータを受信する（矢印Ｆ１Ｂ）。
【００１６】
すなわち、ドローン１０用の無線機２０の送信用無線モジュール３４及び受信用無線モジュール４２と、グランドステーション５０用の無線機５４の受信用無線モジュール６６及び送信用無線モジュール６８によって、通信部が構成される。このように、送信と受信とで２チャンネルに分けて通信することで、送信している間でも受信することができ、または、受信している間でも送信することができるため、速い通信スピードが実現できる。
【００１７】
＜ドローン用の無線機の構成＞・・・次に、図２及び図３を参照して、本実施形態のドローン１０用の無線機２０の構成を説明する。図２は、本実施形態のドローン１０用の無線機２０の内部構成を示す平面図である。図３は、本実施形態のドローン１０用の無線機２０の無線モジュール３０を示す平面図であり、(A)は表面側を示し、(B)は裏面側を示す。図４は、本実施形態の無線機の無線モジュール３０の機能を示すブロック図である。
【００１８】
図２に示すように、ドローン１０用の無線機２０は、ケース２２の内部に、無線モジュール３０が設けられており、前記ケース２２の側面には、送信用アンテナ取付部２４と、受信用アンテナ取付部２６が設けられている。送信用アンテナ取付部２４は、図示しない送信用アンテナに接続され、受信用アンテナ取付部２６は、図示しない受信用アンテナに接続される。
【００１９】
前記無線モジュール３０は、図３(A)に示すように、基板３２の表面３２Ａに、受信用無線モジュール４２が組み込まれている。このほか、表面３２Ａには、ハードウェアフローＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ３６、フライトコントローラ用接続コネクタ３８、送信・受信動作確認用ＬＥＤ４０が設けられている。無線モジュール３０は、前記フライトコントローラ用接続コネクタ３８にケーブルの一端を接続し、ケーブルの他端をフライトコントローラ１２に接続することで、フライトコントローラ１２に有線接続される。一方、前記無線モジュール３０は、図３(B)に示すように、基板３２の裏面３２Ｂに、送信用無線モジュール３４を備えている。
【００２０】
前記無線モジュール３０には、図４に示す通信制御部８０が設けられている。通信制御部３０は、分割部８２と、選択部８４と、決定部８６とを備えている。分割部８２は、９２０ＭＨｚ帯を複数のチャンネルに分割するものである。選択部８４は、前記分割部８２によって分割された複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択するものである。決定部８６は、前記選択部８４によって選択された２つのチャンネルのうちの一方を、ドローン１０からグランドステーション５０へ送信するダウンリンクチャンネルとし、他方のチャンネルを、グランドステーション５０からドローン１０へ送信するアップリンクチャンネルと決定するものである。なお、分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択するのは、前記選択部８４に代えて、例えば、スペクトラムアナライザのような外部機器を接続して行ってもよい。
【００２１】
通信制御部８０は、基板３０に設けるようにしてもよいし、送信用無線モジュール３４や受信用無線モジュール４２の一方または双方に設けるようにしてもよい。また、前記通信制御部８０は、グランドステーション５０用の無線機５４にも設けられており、双方に通信制御部を設けることで、ドローン１０とグランドステーション５０間で、２チャンネルでの双方向通信が可能となる。
【００２２】
＜グランドステーション用の無線機の構成＞・・・次に、図５を参照して、本実施形態のグランドステーション５０用の無線機５４の構成を説明する、図５は、本実施形態のグランドステーション５０用の無線機５４の内部構成を示す平面図である。
【００２３】
図５に示すように、グランドステーション５０用の無線機５４は、ケース５６の側面に、送信用アンテナ取付部５８と、受信用アンテナ取付部６０を備えており、内部に、無線モジュール６２と、ＵＳＢシリアル変換部７０を備えている。送信用アンテナ取付部５８は、図示しない送信用アンテナに接続され、受信用アンテナ取付部６０は、図示しない受信用アンテナに接続される。また、ＵＳＢシリアル変換部７０には、ＵＳＢケーブル７２が接続されており、ＵＳＢケーブル７２をグランドステーション５０に接続することが可能となっている。
【００２４】
前記無線モジュール６２は、基板６４の表面６４Ａに、受信用無線モジュール６６が組み込まれ、図示しない裏面に、送信用無線モジュール６８が組み込まれている。無線モジュール６２は、基本的には、上述したドローン１０用の無線機２０の無線モジュール３０と同様の構成となっており、前記図４に示す通信制御部８０を備えている。通信制御部８０は、基板６４に設けるようにしてもよいし、受信用無線モジュール６６や送信用無線モジュール６８の一方または双方に設けるようにしてもよい。
【００２５】
このように、ドローン１０用の無線機２０に通信制御部８０を設け、グランドステーション５０用の無線機５４にも通信制御部８０を設けることにより、ドローン１０とグランドステーション５０との間での２チャンネルでの双方向通信が可能となる。具体的には、選択された２チャンネルのうちの一方をダウンリンクチャンネルとして利用して、ドローン１０用の送信用無線モジュール３４から、グランドステーション５４用の受信用無線モジュール６６へデータの送信を行い、前記２チャンネルのうちの他方をアップリンクチャンネルとして利用して、ドローン用の受信用無線モジュール４２が、グランドステーション５０用の送信用無線モジュール６８からデータを受信する。
【００２６】
＜通信制御処理＞・・・次に、本実施形態の通信システム１００による通信制御処理の一例について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態の通信システム１００による通信制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、本通信システム１００では、９２０ＭＨｚ帯の長距離の双方向の無線通信をドローン１０とグランドステーション５０間で行うものとする。
【００２７】
まず、ドローン１０用の無線機２０に設けられた無線モジュール３０の通信制御部８０の分割部８２により、９２０ＭＨｚ帯を複数のチャンネルに分割する（ステップＳ１０）。次に、通信制御部８０の選択部８４により、前記分割部８２により分割した複数のチャンネルから干渉しないチャンネルを２つ選択する（ステップＳ１２）。分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択するのは、外部機器を接続して行ってもよい。
【００２８】
そして、通信制御部８０の決定部８６により、前記選択部８４により選択された一方のチャンネルを、ドローン１０からグランドステーション５０へデータを送信するダウンリンクチャンネルと決定し、他方のチャンネルを、グランドステーション５０からドローン１０へデータを送信するアップリンクチャンネルと決定する（ステップＳ１４）。
【００２９】
そして、ドローン１０用の無線機２０と、グランドステーション５０用の無線機５４は、９２０ＭＨｚ帯の通信を、送信と受信との２チャンネルで行う。前記決定部８６により決定されたダウンリンクチャンネルを利用して、ドローン１０用の送信用無線モジュール３４から、グランドステーション５４用の受信用無線モジュール６６へデータの送信を行い、前記決定部８６により決定されたアップリンクチャンネルを利用して、ドローン１０用の受信用無線モジュール４２が、グランドステーション５０用の送信用無線モジュール６８からデータを受信する（ステップＳ１６）。
【００３０】
すなわち、ドローン１０用の無線機２０の送信用無線モジュール３４及び受信用無線モジュール４２と、グランドステーション５０用の無線機５４の受信用無線モジュール６６及び送信用無線モジュール６８によって、通信部が構成される。このように、送信と受信とで２チャンネルに分けて通信することで、送信している間でも受信することができ、または、受信している間でも送信することができるため、速い通信スピードが実現できる。
【００３１】
＜効果＞・・・以上説明した実施形態によれば、飛行中のドローン１０と、グランドステーション５０との間で長距離で双方向の通信を行う通信システム１００において、前記ドローン１０及びグランドステーション５０は、それぞれ通信部を構成する送信用の無線モジュールと受信用の無線モジュールを有する無線機２０、５４を備えており、前記ドローン１０用の無線機２０は、通信制御部８０を備えている。通信制御部８０は、９２０ＭＨｚ帯を複数のチャンネルに分割する分割部８２と、分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択する選択部８４と、選択された２つのチャンネルのうちの一方を、前記ドローン１０からグランドステーション５０へ送信するダウンリンクチャンネルとし、他方のチャンネルを、前記グランドステーション５０からドローン１０へ送信するアップリンクチャンネルと決定する決定部８６とを有している。そして、前記決定されたダウンリンクチャンネルを利用して、前記ドローン１０の送信用無線モジュール３４から前記グランドステーション５０用の受信用無線モジュール６６へ送信を行い、前記決定されたアップリンクチャンネルを利用して、前記グランドステーション５０用の送信用無線モジュール６８から前記ドローン１０用の受信用無線モジュール４２へ送信を行って、２チャンネルで双方向通信を行うこととした。
【００３２】
このため、９２０ＭＨｚ帯で長距離で双方向の通信をする場合に、送信と受信とで２チャンネルに分けて通信することで、送信している間でも受信することができ、または、受信している間でも送信することができるため、通信スピードが速い通信システム１００（ないし通信装置）を提供することができる。
【００３３】
なお、上述した実施形態は、一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜変更が可能である。例えば、前記実施形態では、ドローン１０用の無線モジュール３０と、グランドステーション５０用の無線モジュール６２を共通の構造としたが、これも一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜設計変更してよい。また、分割した複数のチャンネルから、干渉しないチャンネルを２つ選択するのは、外部機器を接続して行ってもよい。更に、本考案は、通信装置の考案として提供されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本考案によれば、９２０ＭＨｚ帯で長距離で双方向の通信をする場合に、送信と受信とで２チャンネルに分けて通信するため、送信している間でも受信をすることができ、または、受信している間でも送信できるため、通信スピードが速いという効果が得られるため、通信システム及び通信装置の用途に好適である。
【符号の説明】
【００３５】
１０：ドローン
１２：フライトコントローラ
２０：無線機
２２：ケース
２４：送信用アンテナ取付部
２６：受信用アンテナ取付部
３０：無線モジュール
３２：基板
３２Ａ：表面
３２Ｂ：裏面
３４：送信用無線モジュール
３６：ハードウェアフロー制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
３８：フライトコントローラ用接続コネクタ
４０：送信・受信動作確認用ＬＥＤ
４２：受信用無線モジュール
５０：グランドステーション
５２：ＰＣ
５４：無線機
５６：ケース
５８：送信用アンテナ取付部
６０：受信用アンテナ取付部
６２：無線モジュール
６４：基板
６４Ａ：表面
６６：受信用無線モジュール
６８：送信用無線モジュール
７０：ＵＳＢシリアル変換部
７２：ＵＳＢケーブル
８０：通信制御部
８２：分割部
８４：選択部
８６：決定部
１００：通信システム（通信装置）
【図１】
0003224856.tif 000003
【図２】
0003224856.tif 000004
【図３】
0003224856.tif 000005
【図４】
0003224856.tif 000006
【図５】
0003224856.tif 000007
【図６】
0003224856.tif 000008